超級鐵素體不銹鋼產生于20世紀70~80年代,當時工業發展急需能適應各種水質條件的換熱器材料,尤其是以海水為冷卻介質的電廠表面冷凝器。為此,許多國家開發了高鉻鉬的超級鐵素體不銹鋼,即鉻:>25%、鉬:>2%,其耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能遠優于常規鐵(tie)素體不銹鋼,相當于超級(ji)奧氏體(ti)不銹鋼,其耐點蝕指數PREN(wc+3.3wmo)≥35,最高可達40以上。表9.31為已商業化的超級鐵素體不銹鋼的化學成分。

超(chao)級(ji)鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹鋼按(an)碳(tan)(tan)、氮(dan)含量(liang)的不(bu)同,可區分為高純(chun)和一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)純(chun)度(du)兩(liang)類。前者碳(tan)(tan):≤0.01%、氮(dan):≤0.015%、碳(tan)(tan)+氮(dan):≤0.01%;后者采用(yong)加(jia)入Ti、Nb穩定化措施以防止敏化后耐(nai)蝕(shi)性降低。高純(chun)超(chao)級(ji)鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹鋼性能好,但生產成(cheng)本偏高,除在特殊情況下一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)不(bu)被采用(yong);一(yi)(yi)(yi)般(ban)(ban)純(chun)度(du)并加(jia)人穩定化元素一(yi)(yi)(yi)類,可采用(yong)通(tong)用(yong)不(bu)銹鋼裝備進行生產,其性能亦可達到高純(chun)度(du)類的水平,因此采用(yong)較(jiao)多。GB/T 4237-2015和GB/T 3080-2015納入了(le)4個超(chao)級(ji)鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹鋼(見表(biao)9.6)。



由于電力行業使用鐵素體不銹鋼制作熱交換器和冷凝器用不銹鋼焊管日益增多,以替代銅材、鈦合金,我國制定了GB/T 30066-2013《熱交換器和冷凝器用鐵素體不銹鋼焊接鋼管》,共列入了23個牌號,其中低鉻類5個、中鉻類6個、高鉻類4個,其余8個為超級鐵素體不銹鋼,超級鐵素體不銹鋼用于氯離子濃度高的海水等介質。外徑不大于60mm、壁厚不大于2.7mm時,鋼管應以冷軋鋼帶為原料,采用不添加填充金屬的自動焊接方法制造。
GB/T 30066-2013中列人的8個超級鐵素體不銹鋼牌號為008Cr27Mo、022Cr27Ni2Mo4NbTi、022Cr29Mo4NbTi、008Cr30Mo2、019Cr25Mo4Ni4NbTi、008Cr29Mo4、008Cr29Mo4Ni2、012Cr28Ni4Mo2Nb。前面4個牌號亦列入了GB/T 3280-2015,其化學成分見表9.6,但略有差異,主要是對S、P、的要求更為嚴格。其余的4個牌號:019Cr25Mo4Ni4NbTi即瑞典的25Cr-4Mo(Monit)鋼,008Cr29Mo4 即美國的29Cr-4Mo(S44700)鋼,008Cr29Mo4Ni2 即美國的AL29-4-2(S44800)鋼,012Cr28Ni4Mo2Nb即德國的X1CrNiMoNb28-4-2鋼,這些鋼的化學成分見表9.31。
Cr、Mo復合(he)合(he)金化是(shi)(shi)超級(ji)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金化特點,Strecher于1974年公布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量(liang)與鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙(xi)腐蝕、耐(nai)應(ying)力腐蝕之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系曲線(xian),是(shi)(shi)超級(ji)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)發(fa)展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎。為了能滿足(zu)所(suo)規(gui)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)3種(zhong)腐蝕條件,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量(liang)需恰當配(pei)比(bi),當wc在(zai)25%~32%范圍(wei)(wei)內,隨(sui)Cr含量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao),為滿足(zu)對(dui)耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求,所(suo)需加(jia)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Mo含量(liang)隨(sui)之下降。此(ci)外,還應(ying)考慮Cr、Mo對(dui)脆(cui)性(xing)和韌脆(cui)轉變(bian)溫度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,過高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量(liang)將(jiang)加(jia)劇脆(cui)性(xing)相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)和升高(gao)韌脆(cui)轉變(bian)溫度。因此(ci),超級(ji)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo均限制在(zai)一定范圍(wei)(wei)之內,形(xing)成(cheng)了25Cr-4Mo、27Cr-4Mo、28Cr-2Mo、29Cr-4Mo、30Cr-2Mo等類型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)。
這類(lei)鋼(gang)鉻、鉬含量高,在600~950℃加熱(re)(re)和停留,極易析出σ、X、Laves等相,嚴重惡(e)化鋼(gang)的性能。因此,在高溫加熱(re)(re)進行熱(re)(re)處理(li)時,保溫后(hou)(hou)需急冷,焊(han)后(hou)(hou)也要求快速(su)冷卻。
鐵素體不銹(xiu)鋼的韌脆轉變(bian)溫度過高是(shi)影響其應用的一個(ge)重(zhong)要因素,可以(yi)(yi)通過控制C、N含量,熱處(chu)理(li)時采用快速冷卻和減小(xiao)截面(mian)尺寸予(yu)以(yi)(yi)解決。

